王 婧

（山西經(jīng)濟(jì)和信息化出版?zhèn)髅街行?，山?太原 030006）

引言

我國是金屬和非金屬資源都非常豐富的國家，礦業(yè)的開采一直都是國家的重要重工業(yè)，但由于礦井事故帶來的生命財(cái)產(chǎn)損失也非常大。及時(shí)有效的應(yīng)急響應(yīng)和救援能夠?qū)p失減少到最低，我國在礦井事故的響應(yīng)和救援方面做得不夠完善，事故發(fā)生的預(yù)警、事故發(fā)生的撤離安置、事故發(fā)生后的救援和事故原因分析都非常滯后，使得礦難時(shí)有發(fā)生，繼發(fā)性的爆炸事故帶來了更嚴(yán)重的后果。因而非常有必要對(duì)礦井事故引起高度重視，對(duì)礦井事故的應(yīng)急響應(yīng)及救援系統(tǒng)進(jìn)行完善，從而減少礦井事故帶來的損失。本文設(shè)計(jì)一種煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)，對(duì)于礦井安全作業(yè)和事故后分析有非常重要的作用。

1 礦井事故的特點(diǎn)

1）突發(fā)性。礦井內(nèi)空間狹窄，巷道縱橫交錯(cuò)，一旦有瓦斯爆炸、冒頂、粉塵爆炸等事故，來不及反應(yīng)就會(huì)發(fā)生，沒有時(shí)間撤離。

2）嚴(yán)重性。礦井內(nèi)作業(yè)離不開井下作業(yè)人員的人力付出，一旦有礦井事故，直接威脅其生命財(cái)產(chǎn)安全，后果不堪設(shè)想。

3）繼發(fā)性[1]。一場安全事故發(fā)生后，需要處理事故現(xiàn)場并安排下一次的生產(chǎn)任務(wù)，若事故現(xiàn)場沒有做好處理，仍有煙塵濃度高、塌陷可能等不安全因素，會(huì)使下一次的生產(chǎn)存在非常大的隱患。

4）破壞性。礦井事故具有非常大的能量，對(duì)礦井內(nèi)設(shè)備、環(huán)境、人員的損壞是破壞性的，礦井內(nèi)環(huán)境的建立、設(shè)備的安放、人員的配置都非常耗時(shí)費(fèi)力，花費(fèi)的人員和財(cái)力非常巨大。

2 礦井應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的建立

礦井內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，多種危險(xiǎn)因素相互交叉影響，礦井事故發(fā)生率非常高。礦井應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的建立對(duì)于礦井安全生產(chǎn)具有非常關(guān)鍵的意義，其體系的建立如圖1 所示。

圖1 礦井應(yīng)急響應(yīng)和救援系統(tǒng)

1）加強(qiáng)礦井內(nèi)危險(xiǎn)源的識(shí)別。礦井內(nèi)水、電、瓦斯、甲烷等有害氣體、火、塌陷、冒頂、設(shè)備、人員等[2]，都應(yīng)分類進(jìn)行危險(xiǎn)識(shí)別，加強(qiáng)礦井作業(yè)人員對(duì)這些危險(xiǎn)因素識(shí)別的能力，一旦有異常，能夠迅速上報(bào)并隨時(shí)提高警惕進(jìn)行防御。

2）對(duì)礦井內(nèi)環(huán)境進(jìn)行可視化監(jiān)督。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)礦井內(nèi)通風(fēng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，對(duì)礦井內(nèi)通風(fēng)情況進(jìn)行模擬檢測。

3）對(duì)礦井內(nèi)的危險(xiǎn)因素建立實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)字化演示系統(tǒng)。通過鋪設(shè)的地上和地下聯(lián)系的通訊線路傳遞信息，在地上分析礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛?、頂板壓力等情況，并與礦井內(nèi)做好積極有效的交流溝通工作。

4）建立積極有效的應(yīng)急救援系統(tǒng)。一旦礦井內(nèi)反饋有危機(jī)或系統(tǒng)檢測有危險(xiǎn)發(fā)生，應(yīng)能夠迅速做出反應(yīng)，積極有效的救援可以使生命財(cái)產(chǎn)安全的損失降到最低。

5）災(zāi)后礦井內(nèi)環(huán)境監(jiān)測分析。事故發(fā)生后做完相應(yīng)的應(yīng)急救援工作，應(yīng)對(duì)礦井內(nèi)環(huán)境重新檢測分析，觀察礦井內(nèi)煙塵流向、瓦斯?jié)舛鹊鹊膭?dòng)態(tài)變化，并用動(dòng)畫等形式表達(dá)出來，為以后的工作提供參考。見圖2.

圖2 礦井應(yīng)急救援決策體系

3 礦井內(nèi)應(yīng)急控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

以煤礦為例，設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)檢測甲烷、一氧化碳、二氧化碳等易燃易爆氣體濃度[3]，存儲(chǔ)于專門的存儲(chǔ)空間內(nèi)，通過傳感器采集數(shù)據(jù)并通過礦用通信電纜進(jìn)行傳輸，傳達(dá)到氣體控制設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制反應(yīng)。其原理如圖3 所示。

圖3 機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)

該煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以用于正常的礦井內(nèi)作業(yè)生產(chǎn)、礦井事故發(fā)生和礦井事故發(fā)生后，為礦井安全生產(chǎn)提供良好的分析指導(dǎo)，以及為礦井事故發(fā)生后分析事故發(fā)生原因、事故后礦井環(huán)境檢測進(jìn)行再次生產(chǎn)作業(yè)提供重要的依據(jù)。與其他控制系統(tǒng)相比，該煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)的信息非常關(guān)鍵，正常甲烷、一氧化碳、二氧化碳、粉塵等的濃度不變時(shí)數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)，一旦發(fā)生變化就進(jìn)行存儲(chǔ)，且一旦發(fā)生事故，儲(chǔ)存功能能夠被正常使用，便于事故發(fā)生后的原因分析，類似于飛機(jī)上的黑匣子，事故處理之后再進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)之前，可以再進(jìn)行環(huán)境空氣檢測。整個(gè)過程都是動(dòng)態(tài)處理，進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量非常龐大。另外，該系統(tǒng)的電器裝置有足夠的防爆性能，防止爆炸發(fā)生后環(huán)境變化的繼發(fā)爆炸事故再次發(fā)生，這些優(yōu)點(diǎn)都非常適應(yīng)于當(dāng)今礦業(yè)開采的進(jìn)行。

4 結(jié)論

本文介紹了金屬非金屬礦安全事故的特點(diǎn)，研究了礦井應(yīng)急響應(yīng)和救援系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了一種煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)，得出結(jié)論：

1）礦井應(yīng)急響應(yīng)和救援控制系統(tǒng)能夠有效降低礦井事故帶來的損失；

2）煤礦機(jī)械工作環(huán)境應(yīng)急控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控礦井內(nèi)氣體環(huán)境，預(yù)防氣體爆炸事故的發(fā)生，預(yù)防繼發(fā)性事故的發(fā)生，并為事故原因分析提供重要依據(jù)，具有非常重要的意義。